半終粉磨系統(tǒng)改造優(yōu)化

劉晨浩 劉繼斌

【摘要】輥壓機(jī)半成品中達(dá)到成品級(jí)別的百分含量PO42.5 約60%-72%（通過45微米篩），如果將這一部分物料從半成品中分選出來進(jìn)入成品，球磨機(jī)負(fù)荷將大為降低，而且磨機(jī)由于微細(xì)粉的緩沖作用、靜電吸附和包球現(xiàn)象均會(huì)大幅減輕，有利于球磨機(jī)提高研磨效率，磨機(jī)做功將會(huì)直接作用于需要進(jìn)一步研磨的大顆粒物料上，進(jìn)而達(dá)到提高臺(tái)時(shí)、降低能耗的目的。

【關(guān)鍵詞】適應(yīng)性；水泥磨；改造；選粉機(jī)

隨著我公司市場規(guī)模的擴(kuò)大，單臺(tái)磨機(jī)的水泥產(chǎn)能已不能滿足市場需求，我公司決定對(duì)水泥磨進(jìn)行提產(chǎn)改造，2014年完成粉磨系統(tǒng)改造方案，2015年3月安裝完畢。改造主要項(xiàng)目是將V型選粉機(jī)后加一臺(tái)預(yù)粉磨專用高效分級(jí)機(jī)，該機(jī)將V型選粉機(jī)抽出的物料分為0-30um、30-200um、大于200um三種物料，0-30um的微細(xì)粉，直接進(jìn)入成品，30-200um進(jìn)入球磨機(jī)，大于200um的物料返回輥壓機(jī)重新碾壓，主要生產(chǎn)po42.5標(biāo)號(hào)水泥。

1、項(xiàng)目簡介

該項(xiàng)目添加主要設(shè)備是一臺(tái)高效分級(jí)機(jī)，第一級(jí)分離是氣粉兩相流以大約16m/s至18m/s的速度進(jìn)入分離器，由于截面面積突然增加，氣流速度降低（約6m/s），此時(shí)大顆粒發(fā)生重力沉降，在撞擊追的折向作用下，大顆粒在下錐體內(nèi)壁附近被分離出來。二級(jí)分離是在細(xì)料分級(jí)區(qū)，由于軸向擋板的導(dǎo)流作用，氣流在上部空間形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)流場，含塵氣流在旋轉(zhuǎn)的籠型轉(zhuǎn)子形成強(qiáng)烈而穩(wěn)定的平面渦流作用下，使較粗粉在離心力作用下被拋向立式導(dǎo)向葉片后失去動(dòng)能，落到中粗粉收集錐中，通過中粗粉管排出。符合要求的細(xì)粉穿過籠型轉(zhuǎn)子進(jìn)入內(nèi)部，進(jìn)入旋風(fēng)筒進(jìn)行氣固分離。

2、系統(tǒng)改造對(duì)水泥適應(yīng)性影響的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

由于水泥熟料和混合材種類及粉磨細(xì)度的因素，水泥需水量本身偏高，標(biāo)準(zhǔn)稠度在26%-28%之間，已接近用戶能接受上限值，若采用半終粉磨方案，一旦水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度超過28%，將會(huì)引起市場的普遍質(zhì)量投訴，對(duì)我公司水泥品牌形象及市場占有率帶來極大影響，為此我們?cè)诂F(xiàn)有條件下，設(shè)計(jì)了一組對(duì)比試驗(yàn)，以驗(yàn)證不同細(xì)度的預(yù)粉磨半成品不同比例的摻入球磨機(jī)成品中，檢測其稠度變化，最終得出是否采取半終粉磨工藝對(duì)現(xiàn)有聯(lián)合粉磨生產(chǎn)線實(shí)施改造的方案，及改造后預(yù)粉磨階段選出成品的最優(yōu)切割粒徑和對(duì)系統(tǒng)提產(chǎn)幅度的預(yù)估。

2.1試驗(yàn)步驟

（1）正常生產(chǎn)時(shí)取半成品20kg，分兩份，分別作45、32微米篩分，篩下物分別收集。

（2）取同期出磨水泥20kg，與篩分出的不同粒徑的半成品細(xì)粉按不同比例混合均勻。包括兩種實(shí)驗(yàn)配比方案，配比方案一是與45微米篩下細(xì)粉進(jìn)行混合，配比方案二是與32微米篩下細(xì)粉進(jìn)行混合，兩種配比方案的篩下細(xì)分占水泥總量的比例為10%、20%、30%、40%。

（3）對(duì)不同配合比的兩組試驗(yàn)材料的標(biāo)準(zhǔn)稠度檢測結(jié)果見表1、表2。

2.2試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)表明，采取45微米篩通過細(xì)粉的配比稠度有明顯上升，流動(dòng)度呈下降趨勢，摻入量達(dá)到40%時(shí)，只要將選粉機(jī)的切割粒徑定位在45微米，那么所有預(yù)粉磨階段產(chǎn)生的45微米以下細(xì)粉均會(huì)選入成品中，結(jié)合前面對(duì)預(yù)粉磨半成品的顆粒分布檢測，這一比例將會(huì)達(dá)到70%，考慮選粉機(jī)的分級(jí)效率為75%-85%，那么理論選出的45微米以下的顆粒將占水泥成品的52%-60%，這種比例將會(huì)對(duì)水泥的各項(xiàng)性能產(chǎn)生更大的影響，形成水泥質(zhì)量問題。因此在做半終粉磨改造時(shí)，這種控制方法是不可取的。

配比方案二實(shí)驗(yàn)表明，水泥的各項(xiàng)檢測指標(biāo)則與原水泥指標(biāo)偏差較小，即使是將半成品中全部小于32微米的顆粒全部選出，水泥的稠度值、流動(dòng)度等指標(biāo)依然在市場用戶可以接受的范圍，這只是實(shí)驗(yàn)室理論配比試驗(yàn)，如果用于工業(yè)生產(chǎn)，由于部分細(xì)粉已先行選出，球磨機(jī)的過粉磨現(xiàn)象會(huì)大幅降低，球磨機(jī)選出的成品中3微米以下細(xì)顆粒百分含量將大幅下降（改造前我公司聯(lián)合粉磨系統(tǒng)成品平均值在17%-22%），這樣反而會(huì)降低水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度。

3、半終粉磨系統(tǒng)改造的調(diào)整優(yōu)化

改造后經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)試優(yōu)化，水泥磨臺(tái)的時(shí)電耗達(dá)到了一個(gè)比較理想的狀態(tài)，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.1優(yōu)化改造后系統(tǒng)調(diào)整

改造后水泥產(chǎn)量達(dá)到200t-205t。磨機(jī)一倉弦長為3.90m，二倉弦長也為3.90m，填充率均為30.71%（一般情況下要求一倉填充率為29%，二倉填充率為32%，以減小磨機(jī)內(nèi)物料的流速）。一方面由于一倉和二倉填充率一樣，另一方面由于O-SEPA選粉機(jī)一次風(fēng)量開度較?。?5%），出磨負(fù)壓偏高（700pa-800pa），物料流速過快，磨機(jī)有效研磨效率下降，為此做出如下調(diào)整：一是調(diào)整一次風(fēng)開度匹配氣料比，降低磨機(jī)物料流速；二是提高輥壓機(jī)效率；三是優(yōu)化操作參數(shù)，提高粉磨效率。

3.1.1調(diào)整一次風(fēng)開度匹配氣料比，降低磨機(jī)物料流速

由于改造前的O-SEPA選粉機(jī)一次風(fēng)道一直開度為25%，二次風(fēng)道為全開，無法做機(jī)動(dòng)調(diào)整，為此我們?cè)谝淮物L(fēng)道安裝百葉閥以便機(jī)動(dòng)調(diào)整用風(fēng)量，提高選粉機(jī)分選效率；開大一次風(fēng)到50%，出磨負(fù)壓由750pa降低到500pa，降低了磨機(jī)物料流速，磨機(jī)效率有所提高。

3.1.2提高輥壓機(jī)效率

提高輥壓機(jī)的效率，主要從以下幾方面入手：

（1）控制穩(wěn)流倉料位在2m左右，保證下料均勻流暢；

（2）輥壓機(jī)電動(dòng)推桿盡量開到最大，保證輥壓機(jī)電流大于50A，輥縫大于40mm；

（3）搭配熟料庫三個(gè)下料點(diǎn)放料，穩(wěn)定入輥熟料的顆粒級(jí)配，控制熟料細(xì)粉量。

通過以上調(diào)整，輥壓機(jī)效率有了明顯的提升，細(xì)粉增多，5mm以上的大顆粒有所減少。

3.1.3優(yōu)化操作參數(shù)，提高粉磨效率

操作參數(shù)優(yōu)化主要包括以下幾方面：

（1）穩(wěn)定出磨提升機(jī)電流為95A-100A；

（2）磨頭不冒灰的情況下，控制出磨負(fù)壓為450pa-600pa；

（3）穩(wěn)定磨主電機(jī)電流在215A-220A，降低磨機(jī)填充率；

（4）出磨溫度控制在90攝氏度到100攝氏度；

（5）保證比表面積合格的情況下盡量降低選粉機(jī)頻率。

通過以上幾點(diǎn)調(diào)整，水泥磨生產(chǎn)po42.5標(biāo)號(hào)水泥（熟料74.8%，瓜米石6%，脫硫石膏5.2%，廢渣14%），臺(tái)時(shí)產(chǎn)量可穩(wěn)定在210t-215t，另一方面廢渣細(xì)粉含量偏大，從一定程度上影響了輥壓機(jī)的做功效率，入磨中粗粉和粗粉顆粒偏大，在一定程度上影響了粉磨效率。

3.2改造后輔助技改

3.2.1更換鋼球級(jí)配

2015年 5月10日停磨后對(duì)一倉篦板進(jìn)行了徹底的清理，對(duì)一倉鋼球進(jìn)行了徹底的更換，加入40mm和50mm的大球提高一倉破碎能力，拉開一倉和二倉填充率，降低磨機(jī)物料流速，提高研磨效率。并且對(duì)出磨排渣裝置進(jìn)行了徹底的改造，防止二倉鋼段經(jīng)過回粉竄入一倉，以此徹底解決一倉篦縫堵塞的問題。

3.2.2安裝穩(wěn)料錐

穩(wěn)流倉中穩(wěn)流錐接料口距離穩(wěn)流倉頂部距離為400mm，穩(wěn)流錐居穩(wěn)流倉中央，穩(wěn)流錐進(jìn)口寬度為900mm，出口寬度為300mm，穩(wěn)流錐傾斜角度為67度。（如圖1）

圖1 穩(wěn)流倉穩(wěn)流錐裝置示意圖

安裝穩(wěn)料小錐后，物料離析現(xiàn)象明顯改善，輥壓機(jī)電流高而穩(wěn)定，從出輥壓機(jī)物料篩余來看，80um篩余達(dá)到了80.31%，較之前相比有較大改善，細(xì)粉量明顯增多。循環(huán)風(fēng)機(jī)也由之前的47HZ下降到了44HZ，入磨粗粉和中粗粉細(xì)度改善。磨機(jī)負(fù)荷減輕，也是磨機(jī)產(chǎn)量提升的重要原因。

3.2.3設(shè)計(jì)安裝分格輪

綜合成品顆粒級(jí)配：<1um=4.14%；<3um=17.49%；<10um=40.26%；<24um=69.72%； <32um=80.71%； <45um=91.74%；<80um=99.64%。

出磨成品顆粒級(jí)配：<1um=3.98%；<3um=16.69%；<10um=37.42%；<24um=65.59%； <32um=77.19%；<45um=89.62%；<80um=99.43%。

改造前，出磨成品偏低，經(jīng)過測算出輥成品占比達(dá)到總成品量的50%以上，TS選粉機(jī)設(shè)計(jì)成品在0um-32um，而之前TS選粉機(jī)頻率給定偏低，導(dǎo)致32um-80um的細(xì)粉也進(jìn)入成品，這部分細(xì)粉沒有機(jī)會(huì)進(jìn)入磨機(jī)進(jìn)行研磨形成32um以下細(xì)粉，導(dǎo)致出磨32um以下細(xì)粉量偏少（80um-200um的細(xì)粉進(jìn)入磨機(jī)后被研磨成32um-45um，對(duì)比表提升不大），出磨比表起不來，最終制約了產(chǎn)量的提升。經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)和調(diào)整，磨機(jī)產(chǎn)量穩(wěn)定到225t-230t，粉磨系統(tǒng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)得到了明顯的改善，達(dá)到了既定的技改目標(biāo)，為該項(xiàng)技術(shù)的推廣提供了有力支撐。

4、半終粉磨技術(shù)改造經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)整優(yōu)化，PO42.5產(chǎn)量達(dá)到225t-230t，較去年200t的平均臺(tái)產(chǎn)提升12.5%，水泥磨原有系統(tǒng)總裝機(jī)功率約6600KW，臺(tái)時(shí)電耗約為31.5度，改造后電耗降到28.8度，電力單價(jià)為0.55元/度，公司2014年產(chǎn)PO42.5水泥144.9萬噸。2015年P(guān)O42.5水泥產(chǎn)量預(yù)計(jì)將達(dá)到163萬噸，產(chǎn)能提升約18萬噸，2015熟料價(jià)格190元/噸與成本價(jià)格基本持平，42.5水泥利潤為34元/噸。獲得的具體經(jīng)濟(jì)效益量為：

電耗節(jié)約：163萬*（31.5-28.8）*0.55=242萬元

產(chǎn)能提升效益：18萬*34元/噸=612萬元

由此，電耗以及產(chǎn)能提升這兩項(xiàng)給公司帶來的年直接經(jīng)濟(jì)效益約為854萬元。

結(jié)語：

技術(shù)人員從項(xiàng)目的可行性研究到設(shè)計(jì)改造，以及改造后生產(chǎn)調(diào)試中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在改造的基礎(chǔ)上增加了大量的新設(shè)計(jì)，為該項(xiàng)目成功轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的有力保障奠定了基礎(chǔ)，也是該項(xiàng)目成果的精髓。該項(xiàng)目的主要成果有：（1）高效分級(jí)機(jī)的設(shè)計(jì)較為成功，出輥成品比表達(dá)到了較為理想的380左右，成品量控制在30t-35t，為磨機(jī)減輕了負(fù)荷，為提產(chǎn)提供了可行性。（2）調(diào)試過程中，調(diào)整合適的一倉的磨機(jī)鋼球級(jí)配適應(yīng)入磨物料級(jí)配的變化。（3）添加輥壓機(jī)穩(wěn)流倉穩(wěn)料錐適應(yīng)改造后物料粒徑的變化，減弱離析效應(yīng)；（4）設(shè)計(jì)安裝分格輪，穩(wěn)定出輥成品料量和入磨出輥成品的料量，調(diào)整合適顆粒級(jí)配，一方面提高水泥品質(zhì)，另一方面提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量；